德國英飛凌科技(Infineon Technologies)在沃斯樂啤酒的產地——瓦爾施泰因(Warstein)設有后工序基地。該公司在召開高輸出功率模塊新產品發布會之際，邀請參觀了該基地。英飛凌介紹，瓦爾施泰因基地主要生產可靠性要求較高的產品，包括工業設備、鐵路及可再生能源領域使用的高輸出功率模塊，以及混合動力車及純電動汽車等電動車輛用功率模塊的封裝。這些均為配備IGBT的IGBT模塊。英飛凌瓦爾施泰因基地共有約1500名員工。

瓦爾施泰因還生產雙極元件，也就是前工序。前工序由關聯企業Infineon Technologies Bipolar(而不是英飛凌)負責。該公司是英飛凌與西門子2007年成立的合資企業。目前約有350名員工。

瓦爾施泰因基地的歷史

此次英飛凌讓媒體參觀的是寶馬的“i3”及“i8”采用的電動車輛用功率模塊“HybridPack”系列的生產基地。這是一座被稱為Building 38的建筑，也是剛剛于2014年秋季前后投產的新工廠。

后工序大致分為兩道

功率模塊的后工序大致分為兩道。一道是將IGBT芯片和二極管芯片封裝到被稱為DCB基板的絕緣基板上的“基板(Substrate)工序”。另一道是將封裝好芯片的DCB基板裝入模塊的“外殼(Housing)工序”。兩道工序分別在不同的樓層進行，都要經過多道小工序才能完成。

基板工序首先將芯片的背面端焊接到基板上。晶圓已在前工序中切割完成，IGBT和二極管都變成了芯片。機器臂逐一拿起這些芯片配置到基板上之后，再進行焊接。據英飛凌介紹，為了確保追溯性(Traceability)，會預先在DCB基板的棱角處封裝上保存有ID的小型芯片。

焊接好芯片之后，還要檢查是否合格，如果沒有問題的話，就會進行引線鍵合。用引線進行芯片上表面和DCB基板的鍵合或者芯片上表面之間的鍵合。鍵合之后也要檢查是否存在連接不良等問題。這些都屬于基板工序。如果引線鍵合沒有問題，就會轉向外殼工序。

此次參觀的基板工序的一部分

借助人工來完成

外殼工序首先是為DCB基板加上被稱為底板的金屬板。因為芯片封裝在DCB基板的表面，所以底板要安裝在DCB的背面。雖然之前的工序除了搬運作業之外，基本上全部采用自動化，但粘合底板的工序則需要在一定程度上借助人工來完成。具體而言，由工人把底板和DCB基板疊放起來收納到殼體中。將底板和DCB基板放入殼體，連同殼體一起放入裝置。在該裝置內，底板會被粘合在DCB基板的背面。然后，再用三維X射線裝置來檢測是否合格，如果沒有問題的話，就會轉向下一道工序。

粘合好底板之后，就要安裝模塊的外裝——“殼體”了。在底板的上下左右各邊涂上粘合劑，安上殼體并用螺絲固定。一系列工序都是在類似于帶式傳送機的帶搬運功能的大型裝置內實施的。由設置在該裝置內的機器臂拿起并搬運裝上帶底板的DCB基板和殼體之后的模塊。另外，機器臂是日本發那科的產品。

加上殼體之后，需要在模塊內部對殼體的金屬端子和絕緣基板進行電連接。該金屬端子用來向模塊內部輸入功率或從模塊內部向外輸出功率。將該端子與DCB基板連接在一起，就能與DCB基板上的功率半導體芯片進行功率交換了。

如果是高輸出功率產品的話，因電流較大，要用銅帶(Cu)來連接DCB基板和殼體端子。并利用超聲波來接合銅帶。如果是輸出功率較小的功率模塊，則會通過鋁(Al)絲(而不是銅帶)引線鍵合來連接。

加上護蓋進行各種測試

裝好殼體后對殼體端子和DCB進行電連接時，模塊還處于沒有加上“護蓋”的狀態，可以看到里面的DCB基板和該基板上的芯片。最后，還要在潔凈度更高的隔離區，在模塊上端加上護蓋進行密封，這樣模塊才算完成。

對制造完成的模塊進行溫度測試及絕緣測試等各種測試之后，如果沒有問題，就可以出貨了。該測試工序要在對人來說十分危險的環境中實施，因此完全采用自動化，測試工序車間用金屬網隔離起來，以防止工人不小心闖入。模塊用機器臂來搬運。溫度測試區采用的機器臂是瑞士Staubli公司的“TX60”產品。

在此次參觀的Building 38內，筆者看到有些地方留出了大面積空間。向解說員詢問，回答說是隨著電動車輛的増加，英飛凌預計車載功率模塊訂單會增多，這些地方是為擴建留出的空間。比如，預定2016年初再增加一條將IGBT芯片及二極管芯片封裝到DCB基板上的生產線。

重視日本市場

英飛凌是功率半導體行業的第一大廠商。該公司尤其擅長工業設備、鐵路、可再生能源、汽車等領域使用的高輸出功率IGBT模塊。在世界各地，該公司的各級別功率半導體產品基本上都是數一數二的。對于英飛凌來說，日本是一個非常重要的市場。這是因為日本有一些走在行業前列的汽車廠商和工業設備廠商。

從日本市場來看，雖然與以前相比，英飛凌的份額正在快速提高，但與全球市場相比，該公司的IGBT業務所占的份額并不高。

原因是日本有很多擅長功率半導體業務的企業，包括富士電機、日立制作所、三菱電機、東芝等。為了打破這種局面，英飛凌開始開發高性能的新產品，并在日本進行大力宣傳。此次該公司邀請包括筆者在內的日本作者參觀工廠，估計也是為了通過日本媒體向日本的大型汽車廠商及工業設備廠商等進行宣傳

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